1  嵌入式控制系统相关技术

嵌入式系统（Embedded System，ES）一般以嵌入式处理器为核心，通过预先的程序控制多个执行装置来执行任务。ES与通用计算机最大的不同就是前者多用在特定的条件下，高度集成化以减小体积。专用的ES处理器种类有单片机、DSP、PLC等，单片机又称作嵌入式微控制器( )，一般一个系列有多个不同的产品以对应不同的设计需求，内部集成了定时器等多种功能；DSP处理器更加适合数字滤波等数据方面的处理；PLC主要用于工控领域，是一类可以进行逻辑编程的控制器[9]。87484

一个完整的AGV系统包含上位机软件系统及车载ES，这两者通过无线通信进行信息的交互。本文的控制系统指单个AGV的ES，包括硬件系统与软件系统，本文侧重硬件系统的设计。

2  运动控制技术

运动控制(Motion Control，MC)是对机械运动部件的位置、速度等进行实时的控制管理，使其按照期望的运动轨迹和规定的运动参数进行运动[10]。机器人的MC多使用电机来作为执行机构。步进电机成本低、结构简单、工作可靠，但是它的非线性较强，很难实现高性能的闭环控制，无法满足仓储物流搬运机器人的MC系统的智能化需求。伺服电机和步进电机的主要区别是反应速度快，启停快，其中交流伺服电机结构比直流伺服电机简单、控制精度也高、而且具有一定的过载能力，但是AGV小车一般通过蓄电池进行直流供电，不使用交流电，所以采取直流伺服电机。直流伺服电机分为有刷和无刷两种，无刷直流伺服电机虽然没有有刷电机的结构简单控制方便，但是重量轻，响应快，转动平滑，后期不需要维护，适合智能化的设备使用，而且运行时温度低，效率高，寿命长，电磁辐射小，特别是噪声较小，所以各行各业应用比较多。论文网

AGV一般采取双驱动轮差速控制，即利用左右轮的速度不同，实现原地转向、直行、走弧线的动作，结构简单、操作灵活。

3  自主定位及导航技术

目前的AGV导引方式主要包括：

（1）电磁感应导引：AGV最开始是使用这种方式进行导引，原理是在地上埋设金属线，在搬运机器人上装两个金属线制成的感应线圈，当机器人在金属线上行走时，通电的线圈会与地上的导引线产生电磁感应的现象，以此来进行导引[11]。

（2）磁感应导引：磁感应导引是将电磁感应导引方法中的金属线换成磁条、磁钉等带磁物，机器人上有可以进行磁感应的传感器，行走过程中通过接收磁感应信号实现导引，这种方式比上一种方式灵活，但两者都会破坏原有的工作地面环境[12]。

（3）光学导引：这种方式是用有色漆或色带来铺设轨迹，利用光学传感器采集地上的图像信号，通过图像处理技术判断识别轨迹实现导引[13]。这种方式因为不用破坏工作环境的地面，只需要对地表进行贴涂，所以灵活性较高，但因为图像处理要求较高，灰尘或液体等异物的存在会降低图像处理的处理精度，所以这种方法的可靠程度较低。

（4）激光导引：激光导引是通过几何运算来确定位置的方法。机器人先发出多束激光束，然后机器人接收到经反射回来后的不同角度的激光信号，再进行运算以确定自身位置。由于激光具有集束性，所以准确度会高一点，而且激光在空中传播，对地面不会造成影响[14]。

（5）视觉导引：视觉导引比光学导引更先进一步，使用CCD（Charge-coupled Device）摄像机通过图像处理技术处理较丰富的图像信息，可以用不同形式的图案作为路标进行定位，路标更换简单、成本便宜，灵活性比较好[15]。